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WO2013069759A1 - 無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置及びユーザ端末 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置及びユーザ端末 Download PDF

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WO2013069759A1
WO2013069759A1 PCT/JP2012/079089 JP2012079089W WO2013069759A1 WO 2013069759 A1 WO2013069759 A1 WO 2013069759A1 JP 2012079089 W JP2012079089 W JP 2012079089W WO 2013069759 A1 WO2013069759 A1 WO 2013069759A1
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WO
WIPO (PCT)
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base station
radio base
station apparatus
user terminal
cell
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2012/079089
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English (en)
French (fr)
Inventor
聡 永田
祥久 岸山
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NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN201280055147.XA priority patent/CN103931228B/zh
Priority to EP12846879.0A priority patent/EP2779734A4/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0032—Distributed allocation, i.e. involving a plurality of allocating devices, each making partial allocation
    • H04L5/0035—Resource allocation in a cooperative multipoint environment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
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    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829—Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1854—Scheduling and prioritising arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L5/001—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A) or DMT the frequencies being arranged in component carriers
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
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    • H04L5/0055—Physical resource allocation for ACK/NACK
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/085—Access point devices with remote components

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system, a radio communication method, a radio base station apparatus, and a user terminal, and in particular, a radio communication system that performs cooperative multipoint (CoMP) transmission / reception in a system band configured by aggregating a plurality of basic frequency blocks.
  • the present invention relates to a radio communication method, a radio base station apparatus, and a user terminal.
  • Non-patent Document 1 In the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) network, WSDPA (High Speed Downlink Packet Access) and HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) are adopted for the purpose of improving frequency utilization efficiency and data rate.
  • the system features based on CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) are maximally extracted.
  • Long Term Evolution (LTE) has been studied for the purpose of further high-speed data rate and low delay (Non-patent Document 1).
  • the third generation system can achieve a maximum transmission rate of about 2 Mbps on the downlink using generally a fixed bandwidth of 5 MHz.
  • a maximum transmission rate of about 300 Mbps on the downlink and about 75 Mbps on the uplink can be realized using a variable band of 1.4 MHz to 20 MHz.
  • LTE-A LTE Advanced
  • CA Carrier Aggregation
  • CC Component Carrier
  • a single basic frequency block can be used as a frequency band (for example, 20 MHz) that can be used in the LTE system. It has been agreed to. For example, when five basic frequency blocks are aggregated, the system band is 100 MHz.
  • CoMP coordinated multiple point transmission / reception
  • the present invention has been made in view of the above points, and in a system band composed of a plurality of basic frequency blocks, a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication that can be applied by effectively combining carrier aggregation and CoMP technology.
  • An object is to provide a base station apparatus and a user terminal.
  • the radio communication system of the present invention is a radio communication system to which carrier aggregation can be applied within the same frequency band, and is a first radio base that performs cooperative multipoint transmission between cells having the same frequency band to user terminals.
  • a first radio base station apparatus and a second radio base station apparatus wherein the first radio base station apparatus and the second radio base station apparatus perform retransmission control on the uplink signal from the user terminal in common, and It is characterized in that mapping of downlink signals to resources is performed independently.
  • the radio communication method of the present invention is a radio communication method in a radio communication system to which carrier aggregation can be applied within the same frequency band, and the first radio base station device and the second radio base station device are connected to a user terminal. And the step of performing coordinated multipoint transmission between cells having the same frequency band, and the step of receiving the downlink signal from the first radio base station apparatus and the second radio base station apparatus by the user terminal.
  • the first radio base station apparatus and the second radio base station apparatus perform the retransmission control for the uplink signal from the user terminal in common and perform the mapping of the downlink signal to the radio resource independently.
  • a radio base station apparatus of the present invention is a radio communication system to which carrier aggregation can be applied within the same frequency band, and is a radio base station apparatus that performs radio communication with a user terminal.
  • a transmission control unit that performs coordinated multipoint transmission with another radio base station apparatus using the same cell, a retransmission control unit that controls a retransmission response to an uplink signal from the user terminal, and a downlink signal to be transmitted to the user terminal
  • a mapping unit for mapping to a radio resource having the retransmission control unit in common with the other radio base station device, and having the mapping unit independently of the other radio base station device.
  • the user terminal of the present invention is a user terminal that performs radio communication with a plurality of radio base station apparatuses in a radio communication system to which carrier aggregation can be applied within the same frequency band, and the plurality of radio base stations having the same frequency band
  • the retransmission control signal is generated by being shared by the plurality of radio base station apparatuses, and the downlink control signal is generated independently for each of the plurality of radio base stations.
  • Downlink CoMP transmission includes coordinated scheduling / coordinated beamforming and joint processing.
  • Coordinated scheduling / Coordinated beamforming is a method of transmitting to one UE from only one cell, and is a method of allocating radio resources in the frequency / space region in consideration of interference from other cells and interference to other cells.
  • joint processing is simultaneous transmission of a plurality of cells to which precoding is applied.
  • JT joint transmission
  • FIG. 1A A joint transmission (JT) transmitted from a plurality of cells to one UE as shown in FIG. 1A and an instantaneous transmission as shown in FIG. 1B.
  • DPS Dynamic Point Selection
  • FIG. 2A shows a configuration (a remote radio device configuration) including a radio base station device eNB and a plurality of remote radio devices (RRE: Remote Radio Equipment) connected to the radio base station device eNB by an optical extension configuration (optical fiber). Based centralized control).
  • FIG. 2B shows the configuration of the radio base station apparatus eNB (autonomous distributed control based on the independent base station configuration).
  • the wireless communication system in the present embodiment is applicable to any of the above configurations.
  • the remote radio apparatuses RRE1 and RRE2 are centrally controlled by the radio base station apparatus eNB.
  • a radio base station apparatus eNB concentrated base station
  • RRE radio resource control between cells can be performed collectively in a centralized base station. That is, the problem of signaling delay and overhead between radio base station apparatuses which are problems in the independent base station configuration is small, and high-speed radio resource control between cells is relatively easy. Therefore, the RRE configuration is suitable for a method using high-speed signal processing between cells such as simultaneous transmission of a plurality of cells in the downlink.
  • radio resource allocation control such as scheduling is performed by each of the plurality of radio base station apparatuses eNB (or RRE).
  • the radio resource allocation information such as timing information and scheduling is transmitted to any one of the radio base stations as necessary in the X2 interface between the radio base station apparatus eNB of the cell 1 and the radio base station apparatus eNB of the cell 2. Transmit to the device to coordinate between cells.
  • carrier aggregation that aggregates a plurality of basic frequency blocks to form a system band will be described.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hierarchical bandwidth configuration defined by LTE-A (Rel-10).
  • LTE-A Long Term Evolution-A
  • the example shown in FIG. 3 uses an LTE system that performs radio communication using a variable system band, and a variable system band configured with a system band (for example, a maximum system band) of the LTE system as a basic unit (basic frequency block).
  • a system band for example, a maximum system band
  • the LTE-A system for performing wireless communication coexists.
  • the system band is switched by adding or reducing basic frequency blocks.
  • the user terminal UE # 1 is a user terminal that supports the LTE-A system (also supports the LTE system), and can support a system band up to 100 MHz.
  • UE # 3 is a user terminal compatible with the LTE system (not compatible with the LTE-A system), and can support a system band up to 20 MHz (base band).
  • transport blocks which are units of encoding / retransmission, correspond one-to-one for each of a plurality of cells. Therefore, when carrier aggregation is applied and transmission is performed from a plurality of cells to the user terminal, it is specified that transmission processing is performed for each cell as illustrated in FIG. In FIG. 4, channel coding, retransmission control, data modulation, mapping, inverse fast Fourier transform (IFFT), and CP (Cyclic Prefix) insertion are performed for each cell (Cell # 1 to Cell # N). The case where each is performed is shown.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • CP Cyclic Prefix
  • the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B perform CoMP transmission (for example, DPS) to the user terminal 10 using Cell # 1 and Cell # 2, respectively.
  • Cell # 1 and Cell # 2 correspond to CCs in the same frequency band (see FIG. 5B), and show a case where carrier aggregation is applied to Cell # 1 and Cell # 2.
  • a cell (Cell # 1) of a first radio base station apparatus is a primary cell (Pcell)
  • a cell (Cell # 2) of a second radio base station apparatus is a secondary cell (Scell)
  • LTE-A Rel -10
  • the first radio base station apparatus 20A when the first radio base station apparatus 20A performs data transmission with the user terminal 10 in Cell # 1 in a certain time interval during CoMP transmission (for example, DPS), the first radio base station apparatus 20A (Cell # 1) generates a retransmission control signal for the uplink signal transmitted from the user terminal 10.
  • the retransmission control signal generated by first radio base station apparatus 20A is fed back to user terminal 10, and user terminal 10 performs uplink signal retransmission control based on the received retransmission control signal.
  • the second radio base station apparatus 10B moves to Cell # 1. In 2, communication with the user terminal 10 is started. In this case, since communication between the first radio base station apparatus 20A (Cell # 1) and the user terminal 10 is not performed, the retransmission control signal generated by the first radio base station apparatus 20A is fed back to the user terminal 10. Disappear (or delay). As a result, a communication error or a communication delay occurs.
  • the present inventor has found that a problem occurs when a carrier aggregation mechanism is directly applied to CoMP in a wireless communication system that allows carrier aggregation within the same frequency band. Therefore, as a result of examining means for solving such a problem, it is determined that a part of transmission processing is made common among a plurality of cells for cells having the same frequency, and other transmission processing is performed independently for each cell. Invented and arrived at the present invention. Hereinafter, embodiments will be described in detail.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to the present embodiment.
  • FIG. 6A shows a case where the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B perform data transmission from a plurality of cells in units of basic frequency blocks to the user terminal 10.
  • FIG. 6B shows a relationship between frequency bands to which a plurality of cells to which carrier aggregation is applied corresponds.
  • the first radio base station apparatus 20A communicates with the user terminal 10 using a plurality of cells (three cells Cell # 1, Cell # 3, and Cell # 5) having different frequency bands. Shows the case. Further, the second radio base station apparatus 20B shows a case where communication is performed with the user terminal 10 using a plurality of cells (two cells, Cell # 2 and Cell # 4) having different frequency bands. For example, carrier aggregation is applied with Cell # 1 as a primary cell (Pcell) and the other cells (Cell # 2 to Cell # 5) as secondary cells (Scell). One Pcell is selected from a plurality of cells.
  • Pcell primary cell
  • Scell secondary cells
  • the first radio base station device 20A and the second radio base station device 20B are connected to the user terminal 10 between cells in the same frequency band (in FIG. 6, between Cell # 1 and Cell # 2 and / or Alternatively, coordinated multipoint transmission is performed between Cell # 3 and Cell # 4. Thereby, even if it is a case where the user terminal 10 exists in a cell edge, the reception quality in the user terminal 10 can be improved.
  • User terminal 10 receives downlink signals from first radio base station apparatus 20A and second radio base station apparatus 20B in a plurality of cells (Cell # 1 to Cell # 5). That is, in the wireless communication system of FIG. 6, a plurality of cells are selected in combination (cell aggregation), carrier aggregation within the same frequency band is allowed, and CoMP technology is applied. .
  • At least retransmission control is performed in common between cells corresponding to the same frequency band (between Cell # 1 and Cell # 2 and between Cell # 3 and Cell # 4 in FIG. 6).
  • mapping of downlink control signals and the like is controlled independently for each cell.
  • first radio base station apparatus 20A and second radio base station apparatus 20B have processing units that control transmission processes for Cell # 1 and Cell # 2, respectively, retransmission that generates a retransmission response signal
  • the control unit 22 is shared.
  • a mapping unit 26 that maps downlink signals such as downlink control signals, downlink data signals, and reference signals to radio resources is configured to be independent for each cell (see FIG. 7).
  • the retransmission control signal generated by the retransmission control unit 22 is transmitted to the cell (Cell # 1) of the first radio base station apparatus 20A. Transmission is possible from any of the cells (Cell # 2) of the second radio base station apparatus 20B. Thereby, even when the cell communicating with the user terminal 10 changes during CoMP transmission, the retransmission control signal can be fed back to the user terminal 10 without delay.
  • the configuration in which different processing is required for each cell such as the mapping unit 26 that performs mapping of downlink control signals, etc., without sharing all transmission processing among different cells, is made for each cell.
  • the mapping unit 26 that performs mapping of downlink control signals, etc., without sharing all transmission processing among different cells, is made for each cell.
  • Examples of signals multiplexed by the mapping unit 26 include data signals (PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)), PDCCH signals that notify allocation information such as PDSCH and PUSCH (Physical Uplink Shared Channel), and high-efficiency transmission.
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • CFI Control Channel Format Indicator
  • PHICH Physical Hybrid ARQ Indicator Channel
  • Reference signals such as control signals, CRS, DM-RS (Demodulation Reference Signal), CSI-RS (Channel State Information Reference Signal), and the like can be given.
  • Downlink control signals (for example, PDCCH signals) are mapped to radio resources and transmitted, and assigned to the first 1 to 3 OFDM symbols of a subframe according to the communication environment.
  • cell-specific reference signals (CRS-RS, etc.) are also arranged in the first 1 to 3 OFDM symbols of the subframe. Therefore, the mapping position of the downlink control signal changes for each subframe according to the communication environment and differs for each cell.
  • CRS, DM-RS, CSI-RS, etc. which are cell-specific reference signals, are multiplexed in the subframe.
  • the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B provide a mapping unit independently for each cell and control each cell unit.
  • the transport block, the channel encoding unit 21, the data modulation unit 23, and the like are also between cells in the same frequency band. It can be configured to share and perform processing in common.
  • an IFFT unit 27 that performs IFFT, which is a process after mapping, and a CP insertion unit 28 that assigns a CP can be provided and controlled independently for each cell.
  • a transmission processing unit for example, retransmission control unit 22, transport block, channel encoding unit 21, data modulation unit 23, etc.
  • the radio base station apparatus 20B may be provided on one side, or may be provided on both sides.
  • the processing itself may be configured to be shared and controlled between different cells.
  • the first radio base station apparatus 20A or the second radio base station apparatus 20B receives the reception quality information transmitted from the user terminal 10 when the instantaneous cell selection method (DPS) is applied as cooperative multipoint transmission. Based on (CSI of each cell), mapping is performed for a predetermined cell instructed to be transmitted. For example, the first radio base station apparatus 20A or the second radio base station apparatus 20B detects the reception quality transmitted from the user terminal 10 with the reception quality information detection unit 25, and downloads based on the reception quality information. The cell selection unit 24 selects a cell to which a signal is mapped. The cell selection unit 24 uses the received SINR information notified from the user terminal 10 to instruct the cell (Cell # 1 or Cell # 2) having a high received SINR to perform mapping.
  • DPS instantaneous cell selection method
  • transmission control units for example, retransmission control units
  • other transmission processing units for example, mapping units
  • the radio communication system 1 including the user terminal 10 and the radio base station apparatus 20 will be described with reference to FIG.
  • the user terminal 10 and the radio base station apparatus 20 support LTE-A.
  • the radio communication system 1 includes radio base station apparatuses 20A and 20B and a plurality of user terminals 10A and 10B communicating with the radio base station apparatuses 20A and 20B.
  • the radio base station apparatuses 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are connected to the higher station apparatus 30, and the higher station apparatus 30 is connected to the core network 40.
  • the radio base station apparatuses 20A and 20B are connected to each other by wired connection or wireless connection.
  • the radio communication system 1 is allowed to perform carrier aggregation within the same frequency band, and the first radio base station device 20A and the second radio base station device 20B have different frequencies for the user terminals 10A and 10B.
  • Coordinate multipoint transmission is performed between cells having the same band (cell C1 and cell C2). In the cells C1 and C2, at least a part of the coverage range overlaps, or one coverage range includes the other coverage range.
  • the user terminals 10A and 10B can communicate with the radio base station apparatuses 20A and 20B in the cells C1 and C2, respectively.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • Each user terminal 10A, 10B includes an LTE terminal and an LTE-A terminal. In the following, the description will proceed as a user terminal unless otherwise specified.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the uplink radio access scheme is not limited to this.
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single-carrier transmission scheme that reduces interference between terminals by dividing the system band into bands consisting of one or continuous resource blocks for each user terminal and using a plurality of different bands for each terminal. is there.
  • the downlink communication channel includes a downlink data channel (PDSCH) shared by the user terminals 10A and 10B and a downlink L1 / L2 control channel (PDCCH, PCFICH, PHICH). Downlink data and higher control signals are transmitted by the PDSCH.
  • PDSCH and PUSCH scheduling information (downlink control information) is transmitted by the PDCCH.
  • the number of OFDM symbols used for PDCCH is transmitted by PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel).
  • the HARQ ACK / NACK for PUSCH is transmitted by PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel).
  • the uplink communication channel has PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) as an uplink data channel shared by each user terminal and PUCCH (Physical Uplink Control Channel) as an uplink control channel. Transmission data and higher control information are transmitted by this PUSCH. Further, downlink channel quality information (CQI), ACK / NACK, and the like are transmitted by PUCCH.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • radio base station apparatus 20 Next, the overall configuration of radio base station apparatus 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B can be described as the radio base station apparatus 20 because they can have the same overall configuration.
  • the user terminals 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B have the same configuration and will be described as the user terminal 10.
  • the radio base station apparatus 20 includes a plurality of transmission / reception antennas 201, a plurality of amplifier units 202, a plurality of transmission / reception units 203, a baseband signal processing unit 204, a call processing unit 205, and a transmission path interface 206. Yes. Transmission data transmitted from the radio base station apparatus 20 to the user terminal 10 via the downlink is input from the higher station apparatus 30 to the baseband signal processing unit 204 via the transmission path interface 206.
  • the downlink data channel signal is transmitted from the RCP layer, such as PDCP layer processing, transmission data division / combination, RLC (Radio Link Control) retransmission control transmission processing, and MAC (Medium Access).
  • Control retransmission control
  • HARQ retransmission control
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • precoding processing for example, retransmission control (HARQ) transmission processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, inverse fast Fourier transform (IFFT) processing, and precoding processing are performed.
  • transmission processing such as channel coding and inverse fast Fourier transform is performed on the signal of the physical downlink control channel, which is the downlink control channel.
  • the baseband signal processing unit 204 notifies the control information for each user terminal 10 to wirelessly communicate with the radio base station apparatus 20 to the user terminals 10 connected to the same cell through the broadcast channel.
  • the information for communication in the cell includes, for example, system bandwidth in uplink or downlink, and root sequence identification information (Root Sequence) for generating a random access preamble signal in PRACH (Physical Random Access Channel). Index) etc. are included.
  • Each transmission / reception unit 203 converts the baseband signal output by precoding from the baseband signal processing unit 204 for each antenna to a radio frequency band.
  • the amplifier unit 202 amplifies the frequency-converted radio frequency signal and transmits the amplified signal using the transmission / reception antenna 201.
  • the transmission / reception unit 203 constitutes a reception unit that receives CoMP candidate cell information, and a transmission control unit that transmits transmission power information, CoMP cell information, and neighboring cell information, and transmits a transmission signal through CoMP.
  • radio frequency signals received by the respective transmission / reception antennas 201 are respectively amplified by the respective amplifier units 202 and converted by the respective transmission / reception units 203. And converted into a baseband signal and input to the baseband signal processing unit 204.
  • the baseband signal processing unit 204 performs FFT processing, IDFT processing, error correction decoding, MAC retransmission control reception processing, RLC layer, and PDCP layer reception processing on transmission data included in the input baseband signal. .
  • the decoded signal is transferred to the higher station apparatus 30 via the transmission path interface 206.
  • the call processing unit 205 performs call processing such as communication channel setting and release, state management of the radio base station apparatus 20, and radio resource management.
  • the user terminal 10 includes a plurality of transmission / reception antennas 101, a plurality of amplifier units 102, a plurality of transmission / reception units 103, a baseband signal processing unit 104, and an application unit 105.
  • radio frequency signals received by a plurality of transmission / reception antennas 101 are respectively amplified by an amplifier unit 102, converted in frequency by a transmission / reception unit 103, and converted into a baseband signal.
  • the baseband signal is subjected to FFT processing, error correction decoding, retransmission control reception processing, and the like by the baseband signal processing unit 104.
  • downlink user data is transferred to the application unit 105.
  • the application unit 105 performs processing related to layers higher than the physical layer and the MAC layer. Also, broadcast information in the downlink data is also transferred to the application unit 105.
  • uplink transmission data is input from the application unit 105 to the baseband signal processing unit 104.
  • the baseband signal processing unit 104 performs mapping processing, retransmission control (HARQ) transmission processing, channel coding, DFT processing, and IFFT processing. Moreover, the process which produces
  • the transmission / reception unit 103 converts the baseband signal output from the baseband signal processing unit 104 into a radio frequency band. Thereafter, the signal is amplified by the amplifier unit 102 and transmitted from the transmission / reception antenna 101.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of the baseband signal processing unit 204 included in the first radio base station device 20A and the second radio base station device 20B according to the present embodiment, and mainly the baseband signal processing unit 204. 2 shows functional blocks of the transmission process.
  • the 1st radio base station apparatus 20A (eNB) and the 2nd radio base station apparatus 20B (RRE) in which data transmission is performed by the light projection structure are shown as an example.
  • the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B show a case where CoMP transmission / reception is performed between cells (Cell # 1 and Cell # 2) in the same frequency band.
  • the number of radio base station apparatuses 20 and the number of cells used by each radio base station apparatus are not limited to this.
  • the first radio base station apparatus 20A (Cell # 1) and the second radio base station apparatus 20B (Cell # 2) perform transport block generation, retransmission control, and data modulation in common. Also, mapping of downlink control signals and the like, IFFT processing, and CP insertion are controlled independently for each cell.
  • a channel encoding unit 21, a retransmission control unit 22, and a data modulation unit 23 are provided on one side of the first radio base station apparatus 20A, and a mapping unit 26, an IFFT unit 27, and a CP insertion unit 28 are provided for the first radio base station.
  • a mapping unit 26, an IFFT unit 27, and a CP insertion unit 28 are provided for the first radio base station.
  • the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B are provided with a channel encoding unit 21, a retransmission control unit 22, and a data modulation unit 23, and these processes themselves are performed between different cells. It is also possible to control in common.
  • the channel encoding unit 21 encodes, for example, a downlink shared data channel (PDSCH) for each user.
  • the retransmission control unit 22 generates a retransmission control signal (ACK / NACK) for the uplink signal transmitted from the user terminal 10.
  • the data modulation unit 23 modulates channel-coded user data and the like for each user.
  • the mapping unit 26 maps the modulated user data, downlink control signal, and the like to radio resources.
  • the IFFT unit 27 performs inverse fast Fourier transform on the downlink control signal, the downlink reference signal, and the like to convert the frequency domain signal into a time-series signal.
  • the CP insertion unit 28 inserts a cyclic prefix into the time series signal of the downlink control signal.
  • the cyclic prefix functions as a guard interval for absorbing a difference in multipath propagation delay.
  • the transmission data to which the cyclic prefix is added is sent to the transmission / reception unit 203.
  • the first radio base station apparatus 20A includes a cell selection unit 24 that selects a cell to map a downlink control signal or the like when the instantaneous cell selection method (DPS) is applied as cooperative multipoint transmission. Yes.
  • the cell selection unit 24 detects the reception quality information (CSI of each cell) transmitted from the user terminal 10 by the reception quality information detection unit 25, and selects an appropriate cell based on the reception quality information.
  • a first radio base station apparatus 20A Cell # 1
  • a second radio base station apparatus 20B Cell A case of performing CoMP transmission between # 2
  • the cell selection unit 24 selects Cell # 1. Thereby, the user terminal 10 starts communication with the first radio base station apparatus 20A.
  • the retransmission control unit 22 of the first radio base station apparatus 20A (Cell # 1) generates a retransmission control signal (ACK / NACK) for the uplink signal transmitted from the user terminal 10.
  • the user terminal 10 performs retransmission control of the uplink signal based on the retransmission control signal fed back (transmitted) from the first radio base station apparatus 20A. Further, the mapping of such downlink control signals is performed by the mapping unit 26_ 1 provided independently to the first radio base station apparatus 20A.
  • the cell selection unit 24 selects Cell # 2.
  • the user terminal 10 switches from the first radio base station apparatus 20A and starts communication with the second radio base station apparatus 20B.
  • the retransmission control signal for the signal transmitted from the user terminal 10 in the transmission period T1 is not from the first radio base station apparatus 20A (Cell # 1) but the second radio base station apparatus 20B (Cell # 2).
  • the downlink signal (control signal, data signal, reference signal, etc.) mapping is performed in the mapping section 26_ 2 provided independently of the second radio base station apparatus 20B.
  • the retransmission control signal generated by the retransmission control unit 22 is transmitted to the cell (Cell # 1) of the first radio base station apparatus 20A and the second Can be transmitted from any of the cells (Cell # 2) of the radio base station apparatus 20B.
  • the retransmission control signal can be fed back to the user terminal 10 without delay.
  • the mapping of downlink signals to radio resources on a cell-by-cell basis, it is possible to consider multiple positions such as control signals and reference signals that are arranged differently for each cell, so mapping to an appropriate position is possible Become.
  • the first radio base station apparatus 20A is the radio base station apparatus eNB
  • the second radio base station apparatus 20B is the remote radio apparatus (RRE).
  • the present embodiment may have the configuration shown in FIG. 2B (autonomous distributed control based on the independent base station configuration).
  • the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B can be connected as the radio base station apparatus eNB through the X2 interface.
  • both the first radio base station apparatus 20A and the second radio base station apparatus 20B are provided with a channel encoding unit 21, a retransmission control unit 22, and a data modulation unit 23, respectively, and an X2 interface is provided. Therefore, it is possible to adopt a configuration in which these processes themselves are shared and controlled between different cells.

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Abstract

　複数の基本周波数ブロックで構成されるシステム帯域において、キャリアアグリゲーションとＣｏＭＰ送受信を効果的に適用すること。同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムであって、ユーザ端末に対して、周波数帯域が同じセル同士で協調マルチポイント送信を行う第１の無線基地局装置と第２の無線基地局装置を有し、第１の無線基地局装置と第２の無線基地局装置は、ユーザ端末からの上り信号に対する再送制御を共通化して行い、無線リソースに対する下り信号のマッピングを独立して行う。

Description

無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置及びユーザ端末
　本発明は、無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置及びユーザ端末に関し、特に、複数の基本周波数ブロックを集約して構成されるシステム帯域において協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）送受信を行う無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置及びユーザ端末に関する。
　ＵＭＴＳ（Universal　Mobile　Telecommunications　System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High　Speed　Downlink　Packet　Access）やＨＳＵＰＡ（High　Speed　Uplink　Packet　Access）を採用することにより、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband　Code　Division　Multiple　Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long　Term　Evolution）が検討されている（非特許文献１）。
　第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ～２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ））。
3GPP,　TR25.912　(V7.1.0),　"Feasibility　study　for　Evolved　UTRA　and　UTRAN",　Sept.　2006
　ＬＴＥ－Ａシステムでは、周波数帯域が異なる複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component　Carrier））を集約して広帯域化するキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier　Aggregation）が検討されている。また、ＬＴＥ－Ａシステムでは、ＬＴＥシステムとの後方互換性（Backward　compatibility）を保ちながら広帯域化を図るために、単一の基本周波数ブロックをＬＴＥシステムで使用可能な周波数帯域（例えば、２０ＭＨｚ）とすることが合意されている。例えば、５つの基本周波数ブロックが集約された場合、システム帯域が１００ＭＨｚとなる。
　ところで、ＬＴＥシステム（Rel-8）では、さらにシステム性能を向上させるための技術として、セル間直交化がある。ＬＴＥ－Ａシステム（Rel-10）では、上下リンクとも直交マルチアクセスによりセル内の直交化が実現されている。すなわち、下りリンクでは、周波数領域においてユーザ端末（User　Equipment）間で直交化されている。しかしながら、セル間はＷ－ＣＤＭＡと同様、１セル周波数繰り返しによる干渉ランダム化が基本である。
　また、３ＧＰＰ（3rd　Generation　Partnership　Project）において、セル間直交化を実現するための技術として協調マルチポイント送受信（ＣｏＭＰ：Coordinated　Multiple　Point　Transmission／Reception）が検討されている。ＣｏＭＰ技術では、１つあるいは複数のユーザ端末（ＵＥ）に対して複数のセルが協調して送受信の信号処理が行われる。さらに、今後の無線通信システムとして、ＣｏＭＰ技術とキャリアアグリゲーションを組み合わせて適用することが考えられる。この場合、キャリアアグリゲーションの仕組みをどのようにＣｏＭＰに適用するかが重要となる。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数の基本周波数ブロックで構成されるシステム帯域において、キャリアアグリゲーションとＣｏＭＰ技術を効果的に組み合わせて適用可能な無線通信システム、無線通信方法、無線基地局装置及びユーザ端末を提供することを目的とする。
　本発明の無線通信システムは、同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムであって、ユーザ端末に対して、周波数帯域が同じセル同士で協調マルチポイント送信を行う第１の無線基地局装置と第２の無線基地局装置を有し、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置は、前記ユーザ端末からの上り信号に対する再送制御を共通化して行い、無線リソースに対する下り信号のマッピングを独立して行うことを特徴とする。
　本発明の無線通信方法は、同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムにおける無線通信方法であって、第１の無線基地局装置と第２の無線基地局装置が、ユーザ端末に対して周波数帯域が同じセル同士で協調マルチポイント送信を行うステップと、前記ユーザ端末が前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置から下り信号を受信するステップとを有し、前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置は、前記ユーザ端末からの上り信号に対する再送制御を共通化して行い、無線リソースに対する下り信号のマッピングを独立して行うことを特徴とする。
　本発明の無線基地局装置は、同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムで、ユーザ端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、前記ユーザ端末に対して、周波数帯域が同じセルを用いて他の無線基地局装置と協調マルチポイント送信を行う送信制御部と、前記ユーザ端末からの上り信号に対する再送応答を制御する再送制御部と、前記ユーザ端末に送信する下り信号を無線リソースにマッピングするマッピング部と、を有し、前記再送制御部を前記他の無線基地局装置と共通化して有し、前記マッピング部を前記他の無線基地局装置と独立して有することを特徴とする。
　本発明のユーザ端末は、同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムで、複数の無線基地局装置と無線通信を行うユーザ端末であって、周波数帯域が同じ前記複数の無線基地局装置のセル間で協調マルチポイント送信された下り信号を受信する受信制御部と、受信品質情報を送信する送信制御部と、を有し、前記下り信号は、再送制御信号及び下り制御信号が含まれており、前記再送制御信号は、前記複数の無線基地局装置で共通化して生成され、前記下り制御信号は前記複数の無線基地局毎で独立に生成されていることを特徴とする。
　本発明によれば、複数の基本周波数ブロックで構成されるシステム帯域において、キャリアアグリゲーションとＣｏＭＰ技術を効果的に組み合わせて適用することができる。
協調マルチポイントを説明するための図である。 無線基地局装置の構成を説明するための図である。 ＬＴＥ－Ａで定められた階層型帯域幅構成を示す図である。 キャリアアグリゲーションにおける各セルの送信処理部を説明する図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る各セルの送信処理部を説明する図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの構成の説明図である。 本実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成を示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成を示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係る無線基地局装置のベースバンド処理部を示す機能ブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
　まず、下りリンクのＣｏＭＰ送信について説明する。下りリンクのＣｏＭＰ送信としては、Coordinated　scheduling/Coordinated　beamformingと、Joint　processingとがある。Coordinated　scheduling/Coordinated　beamformingは、１ＵＥに対して１セルからのみ送信する方法であり、他セルからの干渉や他セルへの干渉を考慮して周波数／空間領域における無線リソースの割り当てを行う方法である。一方、Joint　processingは、プリコーディングを適用する複数セル同時送信であり、図１Ａに示すような、１ＵＥに対して複数のセルから送信するJoint　transmission（ＪＴ）と、図１Ｂに示すような、瞬時にセルを選択するDynamic　Point　Selection（ＤＰＳ）とがある。
　ＣｏＭＰ送受信を実現する構成としては、図２Ａ、２Ｂに示す場合が考えられる。図２Ａは、無線基地局装置ｅＮＢとこの無線基地局装置ｅＮＢと光張り出し構成（光ファイバ）で接続された複数の遠隔無線装置（ＲＲＥ：Remote　Radio　Equipment）とを含む構成（遠隔無線装置構成に基づく集中制御）を示している。図２Ｂは、無線基地局装置ｅＮＢの構成（独立基地局構成に基づく自律分散制御）を示している。本実施の形態における無線通信システムは、上記いずれの構成であっても適用可能である。
　図２Ａに示す構成（ＲＲＥ構成）においては、遠隔無線装置ＲＲＥ１、ＲＲＥ２を無線基地局装置ｅＮＢで集中的に制御する。ＲＲＥ構成では、複数のＲＲＥのベースバンド信号処理及び制御を行う無線基地局装置ｅＮＢ（集中基地局）と各セル（ＲＲＥ）との間が光ファイバを用いたベースバンド信号で接続される。このため、セル間の無線リソース制御を集中基地局において一括して行うことができる。すなわち、独立基地局構成で問題となる無線基地局装置間のシグナリングの遅延やオーバヘッドの問題が小さく、セル間の高速な無線リソース制御が比較的容易となる。したがって、ＲＲＥ構成においては、下りリンクでは、複数セル同時送信のような高速なセル間の信号処理を用いる方法に適している。
　一方、図２Ｂに示す構成においては、複数の無線基地局装置ｅＮＢ（又はＲＲＥ）でそれぞれスケジューリングなどの無線リソース割り当て制御を行う。この場合においては、セル１の無線基地局装置ｅＮＢとセル２の無線基地局装置ｅＮＢとの間のＸ２インターフェースで必要に応じてタイミング情報やスケジューリングなどの無線リソース割り当て情報をいずれかの無線基地局装置に送信して、セル間の協調を行う。
　次に、複数の基本周波数ブロックを集約してシステム帯域を構成するキャリアアグリゲーションについて説明する。
　図３は、ＬＴＥ－Ａ（Rel-10）で定められた階層型帯域幅構成を示す図である。図３に示す例は、可変システム帯域を用いて無線通信するＬＴＥシステムと、このＬＴＥシステムのシステム帯域（例えば、最大システム帯域）を基本単位（基本周波数ブロック）として構成される可変システム帯域を用いて無線通信するＬＴＥ－Ａシステムと、が併存する場合を示している。ＬＴＥ－Ａシステムでは、基本周波数ブロックを追加または削減してシステム帯域が切り替えられる。
　例えば、図３に示すように、ＬＴＥ－Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（ベース帯域：２０ＭＨｚ）を一つのＣＣとする５つのＣＣの帯域を含むシステム帯域（２０ＭＨｚ×５＝１００ＭＨｚ）で構成される。図３においては、ユーザ端末ＵＥ＃１は、ＬＴＥ－Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）のユーザ端末であり、１００ＭＨｚまでのシステム帯域に対応可能である。ＵＥ＃２は、ＬＴＥ－Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）のユーザ端末であり、４０ＭＨｚ（２０ＭＨｚ×２＝４０ＭＨｚ）までのシステム帯域に対応可能である。ＵＥ＃３は、ＬＴＥシステム対応（ＬＴＥ－Ａシステムには対応せず）のユーザ端末であり、２０ＭＨｚ（ベース帯域）までのシステム帯域に対応可能である。
　また、ＬＴＥ－Ａ（Rel-10）のキャリアアグリゲーションにおいては、複数のセル毎に符号化・再送の単位であるトランスポートブロック（ＴＢ）が一対一で対応することが規定されている。そのため、キャリアアグリゲーションを適用して、複数のセルからユーザ端末に対して送信を行う場合には、図４に示すように、セル毎に送信処理が行われることが規定されている。図４では、チャネル符号化、再送制御、データ変調、マッピング、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse　Fast　Fourier　Transform）、ＣＰ（Cyclic　Prefix）挿入の各処理がセル（Cell#1～Cell#N）毎にそれぞれ行われる場合を示している。
　ところで、上述したＬＴＥ－Ａシステム（Rel-10）においては、異なる周波数帯域のＣＣを用いたキャリアアグリゲーションしか規定されていなかった。しかし、今後の無線通信システムでは、上述したＣｏＭＰ技術とキャリアアグリゲーションとを組み合わせて適用することが検討されている。この場合、同一周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが許容され、キャリアアグリゲーションの仕組みを用いたＣｏＭＰ技術の適用が考えられる。
　図５Ａは、ユーザ端末１０に対して、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂが、それぞれCell#1とCell#2を用いてＣｏＭＰ送信（例えば、ＤＰＳ）を行う場合を示している。また、Cell#1とCell#2は、それぞれ同一周波数帯域のＣＣに対応しており（図５Ｂ参照）、Cell#1とCell#2でキャリアアグリゲーションが適用される場合を示している。例えば、第１の無線基地局装置のセル（Cell#1）をプライマリセル（Pcell）、第２の無線基地局装置のセル（Cell#2）をセカンダリセル（Scell）として、ＬＴＥ－Ａ（Rel-10）で規定されたキャリアアグリゲーションを適用することが考えられる。
　しかしながら、この場合に各セル（Cell#1とCell#2）における送信処理を上記図４で示したようにセル毎に独立して行うと、以下のような問題が考えられる。
　例えば、ＣｏＭＰ送信（例えば、ＤＰＳ）中のある時間間隔において、第１の無線基地局装置２０ＡがCell#1においてユーザ端末１０とデータ伝送を行う場合、第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）はユーザ端末１０から送信された上り信号に対して再送制御信号を生成する。第１の無線基地局装置２０Ａで生成された再送制御信号は、ユーザ端末１０に対してフィードバックされ、ユーザ端末１０は受信した再送制御信号に基づいて、上り信号の再送制御を行う。
　しかし、当該再送制御信号がフィードバックされる前に、通信環境に応じてユーザ端末１０と通信を行うセルがCell#1からCell#2に切り替わった場合、第２の無線基地局装置１０ＢがCell#2においてユーザ端末１０と通信を開始する。この場合、第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）とユーザ端末１０間の通信が行われなくなるため、第１の無線基地局装置２０Ａで生成した再送制御信号がユーザ端末１０にフィードバックされなくなる（又は遅延する）。その結果、通信エラーや通信遅延が生じてしまう。
　本発明者は、同一周波数帯域内でキャリアアグリゲーションを許容する無線通信システムにおいて、キャリアアグリゲーションの仕組みをそのままＣｏＭＰに適用した場合に問題が発生することを見出した。そこで、かかる問題を解決する手段を検討した結果、同一周波数のセルに対して、一部の送信処理を複数のセル間で共通化し、他の送信処理についてはセル毎に独立して行うことを着想して本願発明に至った。以下に、実施の形態について詳細に説明する。
　図６は、本実施の形態の無線通信システムの一例を示す図である。図６Ａは、ユーザ端末１０に対して、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂが、基本周波数ブロック単位で複数のセルからデータ伝送を行う場合を示している。図６Ｂは、キャリアアグリゲーションが適用される複数のセルが対応する周波数帯域の関係を示している。
　図６では、第１の無線基地局装置２０Ａは、周波数帯域が異なる複数のセル（Cell#1,Cell#3,Cell#5の３個のセル）を用いて、ユーザ端末１０と通信を行う場合を示している。また、第２の無線基地局装置２０Ｂは、周波数帯域が異なる複数のセル（Cell#2,Cell#4の２個のセル）を用いて、ユーザ端末１０と通信を行う場合を示している。例えば、Cell#1をプライマリセル（Pcell）、その他のセル（Cell#2～Cell#5）をセカンダリセル（Scell）として、キャリアアグリゲーションが適用される。Pcellは複数のセルの中から１つ選択される。
　また、第１の無線基地局装置２０Ａ及び第２の無線基地局装置２０Ｂは、ユーザ端末１０に対して、同じ周波数帯域のセル間（図６では、Cell#1とCell#2間、及び／又はCell#3とCell#4間）で協調マルチポイント送信を行う。これにより、ユーザ端末１０がセル端にある場合であっても、ユーザ端末１０における受信品質を向上することができる。
　ユーザ端末１０は、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂから複数のセル（Cell#1～Cell#5）において、下り信号を受信する。つまり、図６の無線通信システムでは、複数のセルが組み合わされて選択されて（セルアグリゲーション）、同じ周波数帯域内でのキャリアアグリゲーションが許容されると共に、ＣｏＭＰ技術が適用される場合を示している。
　また、本実施の形態では、同一の周波数帯域に対応するセル間（図６における、Cell#1とCell#2間、Cell#3とCell#4間）で、少なくとも再送制御を共通化して行うと共に、下り制御信号等のマッピングはセル毎に独立して制御する。例えば、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂは、それぞれCell#1とCell#2用の送信処理を制御する処理部を有する場合に、再送応答信号を生成する再送制御部２２を共有する。一方で、下り制御信号、下りデータ信号、参照信号等の下り信号を無線リソースに対してマッピングするマッピング部２６をセル毎に独立して有する構成とする（図７参照）。
　再送制御部２２を同一の周波数帯域に対応するセル間で共有することにより、再送制御部２２で生成された再送制御信号を、第１の無線基地局装置２０Ａのセル（Cell#1）と第２の無線基地局装置２０Ｂのセル（Cell#2）のいずれからでも送信可能となる。これにより、ＣｏＭＰ送信時において、ユーザ端末１０と通信を行うセルが変化する場合であっても、ユーザ端末１０に対して再送制御信号を遅延せずにフィードバックすることができる。
　また、本実施の形態では、異なるセル間において全ての送信処理を共通化せずに、下り制御信号等のマッピングを行うマッピング部２６等のセル毎に異なる処理が必要となる構成についてはセル毎に独立して設けている。
　マッピング部２６で多重を行う信号の例としては、データ信号（ＰＤＳＣＨ（Physical　Downlink　Shared　Channel））や、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　Channel）等の割り当て情報を通知するＰＤＣＣＨ信号や、高効率伝送を実現するため下りリンクの制御チャネルシンボル数ＣＦＩ（Control　channel　Format　Indicator）値を通知するＰＣＦＩＣＨ（Physical　Control　Format　Indicator　Channel）、上りリンクに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を通知するＰＨＩＣＨ（Physical　Hybrid　ARQ　Indicator　Channel）等の制御信号や、ＣＲＳやＤＭ－ＲＳ（Demodulation　Reference　Signal）、ＣＳＩ－ＲＳ（Channel　State　Information　Reference　Signal）等の参照信号が挙げられる。
　下り制御信号（例えば、ＰＤＣＣＨ信号）は、無線リソースにマッピングされて送信され、通信環境に応じてサブフレームの先頭１～３ＯＦＤＭシンボルまでに割当てられる。また、サブフレームの先頭１～３ＯＦＤＭシンボルには、セル固有の参照信号（ＣＲＳ－ＲＳ等）も配置される。そのため、通信環境に応じて下り制御信号のマッピング位置がサブフレーム毎に変化すると共に、セル毎に異なる。また、参照信号については、セル固有の参照信号であるＣＲＳやＤＭ－ＲＳ、ＣＳＩ－ＲＳ等がサブフレーム内に多重される。例えば、ＣＲＳの場合、ＣＲＳの多重位置がセルＩＤ（Identification）によって決定されるため、セル毎に異なる多重位置となる可能性がある。したがって、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂは、マッピング部をセル毎に独立して設けて各セル単位で制御する。
　なお、上記説明では、再送制御部２２とマッピング部２６について説明したが、図７に示すように、トランスポートブロック、チャネル符号化部２１、データ変調部２３等についても同一周波数帯域のセル間で共有して処理を共通化して行う構成とすることができる。一方で、マッピング後の処理であるＩＦＦＴを行うＩＦＦＴ部２７やＣＰを付与するＣＰ挿入部２８はセル毎に独立して設けて制御する構成とすることができる。
　セル間で共有する送信処理部（例えば、再送制御部２２、トランスポートブロック、チャネル符号化部２１、データ変調部２３等）は、第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）と第２の無線基地局装置２０Ｂ（Cell#2）の一方に設ける構成としてもよいし、双方に設ける構成としてもよい。再送制御部２２等を双方の無線基地局装置に設ける場合には、処理自体を異なるセル間で共通化して制御する構成とすればよい。
　また、第１の無線基地局装置２０Ａ又は第２の無線基地局装置２０Ｂは、協調マルチポイント送信として瞬時セル選択方法（ＤＰＳ）が適用される場合に、ユーザ端末１０から送信される受信品質情報（各セルのＣＳＩ）に基づいて、送信が指示された所定のセルに対してマッピングを行う。例えば、第１の無線基地局装置２０Ａ又は第２の無線基地局装置２０Ｂは、ユーザ端末１０から送信される受信品質を受信品質情報検出部２５で検出し、当該受信品質情報に基づいて、下り信号をマッピングするセルを選択するセル選択部２４を有している。セル選択部２４は、ユーザ端末１０から通知される受信ＳＩＮＲ情報を用いて、受信ＳＩＮＲが高いセル（Cell#1又はCell#2）に対して、マッピングを行うように指示する。
　このように、本実施の形態では、一部の送信制御部（例えば、再送制御部）をセル間で共有し、他の送信処理部（例えば、マッピング部）をセル毎に独立して設ける構成とすることにより、同一周波数帯域内でキャリアアグリゲーションを許容する無線通信システムにおいて、キャリアアグリゲーションとＣｏＭＰ技術を効果的に組み合わせて適用することができる。
　以下、図８を参照しながら、ユーザ端末１０及び無線基地局装置２０から構成される無線通信システム１について説明する。ユーザ端末１０及び無線基地局装置２０は、ＬＴＥ－Ａをサポートしている。
　図８に示すように、無線通信システム１は、無線基地局装置２０Ａ、２０Ｂと、この無線基地局装置２０Ａ、２０Ｂと通信する複数のユーザ端末１０Ａ、１０Ｂとを含んで構成されている。無線基地局装置２０Ａ、２０Ｂは、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。また、無線基地局装置２０Ａ、２０Ｂは、有線接続又は無線接続により相互に接続されている。
　また、無線通信システム１は、同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが許容されており、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂは、ユーザ端末１０Ａ、１０Ｂに対して、周波数帯域が同じセル同士（セルＣ１とセルＣ２）で協調マルチポイント送信を行う。セルＣ１とセルＣ２は、カバレッジ範囲の少なくとも一部が重畳するか、一方のカバレッジ範囲が他方のカバレッジ範囲を含んでいる。
　各ユーザ端末１０Ａ、１０Ｂは、セルＣ１、Ｃ２においてそれぞれ無線基地局装置２０Ａ、２０Ｂと通信を行うことができる。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されない。
　各ユーザ端末１０Ａ、１０Ｂは、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ－Ａ端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限りユーザ端末として説明を進める。
　無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）適用され、上りリンクについてはＳＣ－ＦＤＭＡ（シングルキャリア－周波数分割多元接続）が適用される。なお、上りリンクの無線アクセス方式はこれに限定されない。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ－ＦＤＭＡは、システム帯域をユーザ端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
　ここで、ＬＴＥ－Ａで規定される通信チャネル構成について説明する。下りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末１０Ａ、１０Ｂで共有される下りデータチャネル（ＰＤＳＣＨ）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、下りデータ及び上位制御信号が伝送される。ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等（下り制御情報）が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical　Control　Format　Indicator　Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical　Hybrid-ARQ　Indicator　Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。
　上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、送信データや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクのチャネル品質情報（ＣＱＩ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫなどが伝送される。
　次に、図９を参照しながら、本実施の形態に係る無線基地局装置２０の全体構成について説明する。なお、第１の無線基地局装置２０Ａ、第２の無線基地局装置２０Ｂは、全体構成として同様とすることができるため、無線基地局装置２０として説明する。また、ユーザ端末１０Ａ、１０Ｂも、同様な構成であるため、ユーザ端末１０として説明する。
　無線基地局装置２０は、複数の送受信アンテナ２０１と、複数のアンプ部２０２と、複数の送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、呼処理部２０５と、伝送路インターフェース２０６とを備えている。下りリンクにより無線基地局装置２０からユーザ端末１０に送信される送信データは、上位局装置３０から伝送路インターフェース２０６を介してベースバンド信号処理部２０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部２０４において、下りデータチャネルの信号は、ＰＤＣＰレイヤの処理、送信データの分割・結合、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）再送制御、例えば、再送制御（ＨＡＲＱ）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse　Fast　Fourier　Transform）処理、プリコーディング処理が行われる。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われる。
　また、ベースバンド信号処理部２０４は、報知チャネルにより、同一セルに接続するユーザ端末１０に対して、各ユーザ端末１０が無線基地局装置２０との無線通信するための制御情報を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅や、ＰＲＡＣＨ（Physical　Random　Access　Channel）におけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報（Root　Sequence　Index）などが含まれる。
　各送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。なお、送受信部２０３は、ＣｏＭＰ候補セル情報を受信する受信部、並びに送信電力情報、ＣｏＭＰセル情報、隣接セル情報を送信すると共に、送信信号をＣｏＭＰ送信する送信制御部を構成する。
　一方、上りリンクによりユーザ端末１０から無線基地局装置２０に送信されるデータについては、各送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれ各アンプ部２０２で増幅され、各送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。
　ベースバンド信号処理部２０４では、入力されたベースバンド信号に含まれる送信データに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理を行う。復号された信号は伝送路インターフェース２０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部２０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
　次に、図１０を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成について説明する。ＬＴＥ端末もＬＴＥ－Ａ端末もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。ユーザ端末１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、複数のアンプ部１０２と、複数の送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、アプリケーション部１０５とを備えている。
　下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ１０１で受信した無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部１０５に転送される。アプリケーション部１０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部１０５に転送される。
　一方、上りリンクの送信データは、アプリケーション部１０５からベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド信号処理部１０４においては、マッピング処理、再送制御（ＨＡＲＱ）の送信処理や、チャネル符号化、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理を行う。また、無線基地局装置２０に通知するための各セルの受信品質情報を生成する処理を行う。送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部１０２で増幅されて送受信アンテナ１０１より送信される。
　図１１は、本実施の形態に係る第１の無線基地局装置２０Ａ、第２の無線基地局装置２０Ｂが有するベースバンド信号処理部２０４の機能ブロック図であり、主にベースバンド信号処理部２０４の送信処理の機能ブロックを示している。
　なお、図１１では、一例として、光張り出し構成でデータ伝送が行われる第１の無線基地局装置２０Ａ（ｅＮＢ）と第２の無線基地局装置２０Ｂ（ＲＲＥ）を示している。また、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂは、同一周波数帯域のセル（Cell#1とCell#2）間でＣｏＭＰ送受信を行う場合を示している。もちろん、無線基地局装置２０の数や、各無線基地局装置が用いるセルの数はこれに限られない。
　第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）と第２の無線基地局装置２０Ｂ（Cell#2）は、トランスポートブロックの生成、再送制御、データ変調を共通化して行う。また、下り制御信号等のマッピング、ＩＦＦＴ処理、ＣＰ挿入はセル毎に独立して制御する。
　図１１では、チャネル符号化部２１、再送制御部２２、データ変調部２３を第１の無線基地局装置２０Ａの一方に設け、マッピング部２６、ＩＦＦＴ部２７、ＣＰ挿入部２８を第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂの双方に設ける場合を示している。もちろん、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂの双方に、チャネル符号化部２１、再送制御部２２、データ変調部２３を設け、これらの処理自体を異なるセル間で共通化して制御することも可能である。
　チャネル符号化部２１は、例えば、下り共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ）を、ユーザ毎にチャネル符号化する。再送制御部２２は、ユーザ端末１０から送信された上り信号に対して再送制御信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を生成する。データ変調部２３は、チャネル符号化されたユーザデータ等をユーザ毎に変調する。
　マッピング部２６は、変調されたユーザデータ、下り制御信号等を無線リソースにマッピングする。ＩＦＦＴ部２７は、下り制御信号や下り参照信号等を逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時系列の信号に変換する。ＣＰ挿入部２８は、下り制御信号の時系列信号にサイクリックプレフィックスを挿入する。なお、サイクリックプレフィクスは、マルチパス伝搬遅延の差を吸収するためのガードインターバルとして機能する。サイクリックプレフィックスが付加された送信データは、上記送受信部２０３に送出される。
　また、第１の無線基地局装置２０Ａは、協調マルチポイント送信として瞬時セル選択方法（ＤＰＳ）が適用される場合に、下り制御信号等をマッピングするセルを選択するセル選択部２４を有している。セル選択部２４は、ユーザ端末１０から送信される受信品質情報（各セルのＣＳＩ）を受信品質情報検出部２５で検出し、当該受信品質情報に基づいて、適切なセルを選択する。
　以下に、同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムにおいて、ユーザ端末１０に対して、第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）と第２の無線基地局装置２０Ｂ（Cell#2）間でＣｏＭＰ送信を行う場合について説明する。
　ある送信期間Ｔ１において、Cell#1における受信品質が高い場合、セル選択部２４はCell#1を選択する。これにより、ユーザ端末１０は、第１の無線基地局装置２０Ａと通信を開始する。送信期間Ｔ１において、第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）の再送制御部２２は、ユーザ端末１０から送信された上り信号に対して再送制御信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を生成する。ユーザ端末１０は、第１の無線基地局装置２０Ａからフィードバック（送信）された再送制御信号に基づいて、上り信号の再送制御を行う。また、下り制御信号等のマッピングは、第１の無線基地局装置２０Ａに独立して設けられたマッピング部２６＿１で行う。
　続いて、送信期間Ｔ１後の送信期間Ｔ２において、Cell#2の受信品質がCell#1より高くなった場合、セル選択部２４はCell#2を選択する。これにより、ユーザ端末１０は、第１の無線基地局装置２０Ａから切り替えて第２の無線基地局装置２０Ｂと通信を開始する。この時、送信期間Ｔ１にユーザ端末１０から送信された信号に対する再送制御信号は、第１の無線基地局装置２０Ａ（Cell#1）からでなく、第２の無線基地局装置２０Ｂ（Cell#2）からユーザ端末１０にフィードバックされる。また、下り信号（制御信号、データ信号、参照信号等）のマッピングは、第２の無線基地局装置２０Ｂに独立して設けられたマッピング部２６＿２で行う。
　このように、再送制御部２２における処理をセル間で共通化することにより、再送制御部２２で生成した再送制御信号を、第１の無線基地局装置２０Ａのセル（Cell#1）と第２の無線基地局装置２０Ｂのセル（Cell#2）のいずれからでも送信可能となる。これにより、ＣｏＭＰ送信時において、ユーザ端末１０と通信を行うセルが変化する場合であっても、ユーザ端末１０に対して再送制御信号を遅延せずにフィードバックすることができる。また、無線リソースに対する下り信号のマッピングを各セル単位で制御することにより、セル毎に異なって配置される制御信号や参照信号等の多重位置を考慮できるため、適切な位置へのマッピングが可能となる。
　なお、図１１では、第１の無線基地局装置２０Ａを無線基地局装置ｅＮＢ、第２の無線基地局装置２０Ｂを遠隔無線装置（ＲＲＥ）として、上記図２Ａで示した構成（遠隔無線装置構成に基づく集中制御）とする場合を示したが、もちろん本実施の形態は上記図２Ｂで示した構成（独立基地局構成に基づく自律分散制御）としてもよい。例えば、第１の無線基地局装置２０Ａ及び第２の無線基地局装置２０Ｂを無線基地局装置ｅＮＢとして、Ｘ２インターフェースで接続することができる。この場合、図１１において、第１の無線基地局装置２０Ａと第２の無線基地局装置２０Ｂの双方に、チャネル符号化部２１、再送制御部２２、データ変調部２３をそれぞれ設け、Ｘ２インターフェースを介してこれらの処理自体を異なるセル間で共通化して制御する構成とすることも可能である。
　以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　本出願は、２０１１年１１月１１日出願の特願２０１１－２４７４９０に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (7)

  1. 　同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムであって、
    　ユーザ端末に対して、周波数帯域が同じセル同士で協調マルチポイント送信を行う第１の無線基地局装置と第２の無線基地局装置を有し、
    　前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置は、前記ユーザ端末からの上り信号に対する再送制御を共通化して行い、無線リソースに対する下り信号のマッピングを独立して行うことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記第１の無線基地局装置又は前記第２の無線基地局装置は、前記協調マルチポイント送信として瞬時セル選択方法が適用される場合に、前記ユーザ端末から送信された受信品質情報に基づいて送信が指示された所定のセルに対して、前記マッピングを行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    　第１の無線基地局装置と第２の無線基地局装置が、ユーザ端末に対して周波数帯域が同じセル同士で協調マルチポイント送信を行うステップと、
    　前記ユーザ端末が前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置から下り信号を受信するステップとを有し、
    　前記第１の無線基地局装置と前記第２の無線基地局装置は、前記ユーザ端末からの上り信号に対する再送制御を共通化して行い、無線リソースに対する下り信号のマッピングを独立して行うことを特徴とする無線通信方法。
  4. 　前記第１の無線基地局装置又は前記第２の無線基地局装置は、前記協調マルチポイント送信として瞬時セル選択方法が適用される場合に、前記ユーザ端末から送信された受信品質情報に基づいて送信が指示された所定のセルに対して、前記マッピングを行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
  5. 　同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムで、ユーザ端末と無線通信を行う無線基地局装置であって、
    　前記ユーザ端末に対して、周波数帯域が同じセルを用いて他の無線基地局装置と協調マルチポイント送信を行う送信制御部と、
    　前記ユーザ端末からの上り信号に対する再送応答を制御する再送制御部と、
    　前記ユーザ端末に送信する下り信号を無線リソースにマッピングするマッピング部と、を有し、
    　前記再送制御部を前記他の無線基地局装置と共通化して有し、前記マッピング部を前記他の無線基地局装置と独立して有することを特徴とする無線基地局装置。
  6. 　前記協調マルチポイント送信として瞬時セル選択方法が適用される場合に、前記ユーザ端末から送信された受信品質情報に基づいて、マッピングを行うセルを選択するセル選択部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の無線基地局装置。
  7. 　同じ周波数帯域内でキャリアアグリゲーションが適用可能な無線通信システムで、複数の無線基地局装置と無線通信を行うユーザ端末であって、
    　周波数帯域が同じ前記複数の無線基地局装置のセル間で協調マルチポイント送信された下り信号を受信する受信制御部と、
    　受信品質情報を送信する送信制御部と、を有し、
    　前記下り信号は、再送制御信号及び下り制御信号が含まれており、前記再送制御信号は、前記複数の無線基地局装置で共通化して生成され、前記下り制御信号は前記複数の無線基地局毎で独立に生成されていることを特徴とするユーザ端末。
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